Прочитайте следующий текст и выполните задания к нему.
О том, как физические открытия находили практическое применение, расскажем на примере истории часов.
Однажды девятнадца тилетний юноша, которого звали Галилео Галилей, обратил внимание на удивительное свойство колебаний люстр в соборе. Период колебаний (то есть время одного полного колебания) почти не зависел от размаха колебаний! Чем же юный Галилей измерял время в этом опыте? Своим собственным пульсом: уже тогда проявилась его замечательная сообразительность, благодаря которой он сделал впоследствии великие открытия. Мы не раз ещё встретимся с именем Галилея на страницах учебников физики.
На основе открытия Галилея голландский учёный Христиан Гюйгенс построил первые маятниковые часы. Это была настоящая революция в измерении времени: ведь до этого пользовались только водяными и солнечными часами! Даже сегодня можно встретить маятниковые часы: они мерно тикают днём и ночью, превращая секунды будущего в секунды прошлого.
В XVII веке английский физик Роберт Гук, изучая колебания груза на пружине, делает новое открытие: он замечает, что период этих колебаний тоже не зависит от их размаха! Этому открытию быстро нашли применение: изобрели пружинные часы. В отличие от маятниковых, пружинные часы удалось сделать настолько маленькими, что их можно было даже носить на руке. Согласитесь, что брать с собой в дорогу маятниковые часы было бы не очень удобно.
Благодаря новым открытиям в XX веке появились кварцевые часы — в основе их действия лежат уже не механические, а электрические колебания. Кварцевые часы работают от маленькой батарейки, а точность их хода намного выше, чем точность хода механических часов. Механические часы отстают или спешат примерно на одну минуту в день, а погрешность хода кварцевых часов — всего лишь одна−две минуты в год! Именно кварцевые часы наиболее распространены сегодня. А открытия продолжаются! Используя их, учёные создали уже атомные часы. Их действие основано на колебаниях атомов, а точность хода этих часов поражает воображение: они уходят вперёд или отстают на одну секунду за несколько миллионов лет! Атомные часы используют, например, для точного расчёта траекторий космических кораблей.
а) Как Галилей установил, что период колебаний люстр в соборе не зависит от размаха колебаний?
б) Почему открытое Галилеем свойство колебаний можно использовать для создания маятниковых часов?
в) В чём состояло открытие Роберта Гука, позволившее создать пружинные часы?
г) Оцените, во сколько раз точность кварцевых часов больше точности механических часов.
Галилео обратил внимание на удивительное свойство колебаний люстр в соборе. Период колебаний почти не зависел от размаха колебаний. Галилей измерял время в этом опыте собственным пульсом.
Открытое Галилеем свойство колебаний можно использовать для создания маятниковых часов, потому что люди поняли, что период колебаний почти не зависел от размаха колебаний.
Открытие Роберта Гука состоит в том, что он заметил, что период колебаний груза на пружине тоже не зависит от их размаха. Это и позволило создать пружинные часы.
Дано:
Точность механических часов = 24 ч ± 1 мин
Точность кварцевых часов = 1 год (8760 ч) ± 1−2 мин
Найти:
Во сколько раз точность кварцевых часов больше точности механических часов?
Решение:
8760 ч : 24 ч = 365
Ответ: точность кварцевых часов в 365 раз больше точности механических часов.